電磁感應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用-2025高考物理

熱點14電磁感應(yīng)規(guī)律及應(yīng)用［分值：60分］

1~10題每題6分，共60分

1.（2024?甘肅卷?6）工業(yè)上常利用感應(yīng)電爐冶煉合金，裝置如圖所示。當(dāng)線圈中通有交變電流時，下列說法

正確的是（）

I、（廠

A.金屬中產(chǎn)生恒定感應(yīng)電流

B.金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流

C.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應(yīng)電流減小

D.若線圈匝數(shù)增加，則金屬中感應(yīng)電流不變

答案B

解析當(dāng)線圈中通有交變電流時，感應(yīng)電爐金屬內(nèi)的磁通量也不斷隨之變化，金屬中產(chǎn)生交變感應(yīng)電流，

A錯誤，B正確；

若線圈匝數(shù)增加，根據(jù)電磁感應(yīng)定律層“黑可知，感應(yīng)電動勢增大，則金屬中感應(yīng)電流變大，C、D錯誤。

2.（2024?重慶市模擬）在家庭電路中，接地故障斷路器在用電器發(fā)生漏電時，能保護人的生命和財產(chǎn)安全。

當(dāng)用電器正常工作時，緊靠的兩根絕緣電線電流大小相等、方向相反；當(dāng)用電器漏電時，線圈中就會產(chǎn)生

感應(yīng)電流，斷路器切斷電路。若某次漏電瞬間，電線1和電線2中電流流向如圖所示，且電線2中電流小

于電線1中電流，則線圈內(nèi)（）

A.磁通量增加，感應(yīng)電流從N到M

B.磁通量減少，感應(yīng)電流從N到M

C.磁通量增加，感應(yīng)電流從“到N

D.磁通量減少，感應(yīng)電流從M到N

答案A

解析當(dāng)用電器正常工作時，緊靠的兩根絕緣電線電流大小相等、方向相反，此時穿過線圈的磁通量為零；

當(dāng)用電器漏電時，且電線2中電流小于電線1中電流，則線圈內(nèi)磁通量增加，根據(jù)右手螺旋定則可知鐵芯

內(nèi)部會產(chǎn)生順時針方向（從右往左看）的磁場，根據(jù)楞次定律和右手螺旋定則知線圈中感應(yīng)電流從N到

故選Ao

3.（多選）（2024?山西大同市、晉中市一模）安裝適當(dāng)軟件后，利用智能手機的磁傳感器能測量由于磁感應(yīng)強度

發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E感。已知某區(qū)域水平地面下1m深處埋有一根與大地表面平行的足夠長的

直線電纜，電纜中通有正弦交變電流。將智能手機的屏幕水平放置測量時，測得地面上。、c兩處感應(yīng)電動

勢為零，6處感應(yīng)電動勢不為零。經(jīng)測量，小6、c恰好位于邊長為2m的等邊三角形的三個頂點上，地磁

場影響可忽略，則（）

A.直線電纜中的電流方向平行于這方向

B.b處感應(yīng)電動勢瞬時值大小可以不變

C.手機在8處豎直向上移動時，電動勢可能增大

D.當(dāng)手機屏幕與水平地面成60。時，在6處測得感應(yīng)電動勢也為零

答案AD

解析地面上°、C兩處感應(yīng)電動勢為零，直線電纜中的電流方向平行于碇方向，故A正確；電纜中通有

正弦交變電流，匕處磁通量的變化率一定變化，感應(yīng)電動勢瞬時值大小一定變化，故B錯誤；手機在6處

豎直向上移動時，磁通量的變化率一定變小，電動勢一定減小，故C錯誤；當(dāng)手機平面和電纜產(chǎn)生的磁感

線相切時，手機中的感應(yīng)電動勢為零，設(shè)相切時手機屏幕與水平地面的夾角為6,如圖，則有tan6=g,

解得。=60。，故D正確。

,巨m噴機平面

A

電纜

4.（2024?福建福州市期中）如圖甲所示，線圈套在長玻璃管上，線圈的兩端與電流傳感器（可看作理想電流表）

相連。將強磁體從長玻璃管上端由靜止釋放，磁體下落過程中將穿過線圈，并不與玻璃管摩擦。實驗觀察

到如圖乙所示的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像，從上往下看線圈中順時針為電流的正方向。下列判斷正確的

是（）

0.81.0t/s

乙

A.本次實驗中朝下的磁極是N極

B.AF與/2~四兩段時間里圖線與橫軸圍成的面積相等

C.磁體下落過程減少的重力勢能等于增加的動能

D.磁體若從更高處釋放，叁時刻穿過線圈的磁通量更大

答案B

解析由乙圖可知時間內(nèi)線圈中電流為順時針方向,根據(jù)楞次定律的“增反減同”可知本次實驗中朝下

的磁極是S極，故A錯誤；乙圖中圖線與橫軸所圍面積表示通過線圈橫截面的電荷量，有

4=加=如七黑△仁竽,依題意，線圈在與S3兩段時間里的磁通量的變化相同，所以這兩段圖線與橫

軸圍成的面積相等，故B正確；由能量守恒可知磁體下落過程減少的重力勢能等于增加的動能與增加的電

能之和，故C錯誤；根據(jù)0=8S,磁體若從更高處釋放，h時刻穿過線圈的磁通量不變，故D錯誤。

5.（2024.海南?？谑幸荒＃┤鐖D所示，兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌豎直固定放置，導(dǎo)軌間存在垂直紙面的

勻強磁場：兩根相同的金屬棒仍、cd垂直放置在導(dǎo)軌上，在外力作用下處于靜止狀態(tài)。仁0時刻由靜止釋

放棒仍，一段時間后再由靜止釋放棒cd。兩棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，兩棒的速度外八

和加速度詼八隨時間I變化的關(guān)系圖像可能正確的是（）

答案C

解析仁0時刻由靜止釋放棒仍，棒仍在重力作用下由靜止開始加速，此時金屬棒cd、仍的加速度分別

為a=0,即產(chǎn)強=g,之后回路中出現(xiàn)感應(yīng)電流，棒刃的加速度ab=mg-,隨著棒功的速度增大，

cdTflaTflR首

棒"的加速度減小，因為vcd=0,acd=0,金屬棒cd與金屬棒仍的速度差逐漸增大，回路中的感應(yīng)電動勢

逐漸增大，安培力F安=用為。，逐漸增大，一段時間后再由靜止釋放棒cd,棒cd加速運動且加速度增大，

R總、

當(dāng)aCd=aab時，Vab-Vcd不再變化，回路中的電流不再變化，安培力不變，兩棒加速度不變，均為g,但是兩

金屬棒的速度仍在增大，故C正確，A、B、D錯誤。

6.（多選）（2024.廣西南寧市二模）如圖所示，光滑絕緣水平桌面上，虛線邊界的右側(cè)有垂直紙面向里的勻強磁

場，虛線左側(cè)有一長為2L、寬為L的矩形金屬框，其電阻為R,第一次讓金屬框的湖邊平行虛線邊界、

給金屬框一個水平向右的初速度均讓其恰好完全進入磁場區(qū)域;第二次讓金屬框的A邊平行虛線邊界、

給金屬框一個水平向右的外力讓其以速度W勻速進入磁場區(qū)域。關(guān)于第一次和第二次金屬框進入磁場的過

程，下列說法正確的是（）

XXX

d

XX

bXXX

XXX

A.金屬框中的電流方向相同，都為逆時針

B.金屬框中的焦耳熱之比為1：4

C.通過金屬框橫截面的電荷量之比為1：2

D.金屬框進入磁場的時間之比大于4：1

答案ABD

解析金屬框進入磁場，磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知，金屬框中的電流方向相同，都為逆時針，故A

正確；通過金屬框橫截面的電荷量為△仁”△仁也呼=勺，可知通過金屬框橫截面的電荷量之比為1：

1,故C錯誤；第一次金屬框進入磁場時，根據(jù)動量定理可知加,根據(jù)電流的定義式得4=7通，

根據(jù)能量守恒定律可知，產(chǎn)生的焦耳熱為Qi=》Wo2,解得Q=38Lvo,第二次金屬框進入磁場時，根據(jù)功

能關(guān)系可知，產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=qU2=qBx2Lvo=2qBLvQ,則察=；,即金屬框中的焦耳熱之比為1：4,故B

正確；假設(shè)金屬框第一次進入磁場時做勻減速直線運動，則有2L=掾rJ,金屬框第二次進入磁場時做勻速

直線運動，則有乙=V（）f2,則金屬框進入磁場的時間之比為4：1,而金屬框第一次進入磁場時加速度逐漸減

小，時間變大，所以金屬框進入磁場的時間之比大于4：1,故D正確。

7.（多選）（2022.全國甲卷.20）如圖，兩根相互平行的光滑長直金屬導(dǎo)軌固定在水平絕緣桌面上，在導(dǎo)軌的左

端接入電容為C的電容器和阻值為R的電阻。質(zhì)量為相、阻值也為R的導(dǎo)體棒靜止于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌

垂直，且接觸良好，導(dǎo)軌電阻忽略不計，整個系統(tǒng)處于方向豎直向下的勻強磁場中。開始時，電容器所帶

的電荷量為Q，合上開關(guān)$后（

“xxMx

[±Qx占XX

XTXX

A.通過導(dǎo)體棒MN電流的最大值為3

B.導(dǎo)體棒向右先加速、后勻速運動

C.導(dǎo)體棒MN速度最大時所受的安培力也最大

D.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱

答案AD

解析開始時電容器兩極板間的電壓鴻,合上開關(guān)瞬間，通過導(dǎo)體棒的電流,隨著電容器放電，

CR.C/?

通過電阻、導(dǎo)體棒的電流不斷減小，所以在開關(guān)閉合瞬間，導(dǎo)體棒所受安培力最大，此時速度為零，A項

正確，C項錯誤；由于回路中有電阻與導(dǎo)體棒，最終電能完全轉(zhuǎn)化為焦耳熱，故導(dǎo)體棒最終必定靜止，B

項錯誤；由于導(dǎo)體棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，所以通過導(dǎo)體棒的電流始終小于通過電阻的電流，由

焦耳定律可知，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱大于導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的焦耳熱，D項正確。

8.（多選）（2024.福建三明市一模）如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強磁場中，一根導(dǎo)軌位于x軸上,

另一根由油、be、cd三段直導(dǎo)軌組成，其中兒段與x軸平行，導(dǎo)軌左端接入一電阻凡導(dǎo)軌上一導(dǎo)體棒

沿龍軸正方向以速度w保持勻速運動，/=0時刻通過坐標原點O,導(dǎo)體棒始終與x軸垂直。設(shè)運動過程

中通過電阻的電流大小為3導(dǎo)體棒受到安培力的大小為「導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率為P,電阻兩端

的電壓為U,導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒接觸良好，忽略導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻。下列圖像可能正確的是（）

X。xLx2Lx3Lx

2L3LOL2L3L

藥F

B

。二四迎OL2L3L

%兩兩

CD

答案AC

解析當(dāng)導(dǎo)體棒從。點向右運動L時，即在0~4時間內(nèi)，在某時刻導(dǎo)體棒切割磁感線的長度A=Zo+vortan

v0

削為而與ad的夾角）,則根據(jù),則有/=等=華（/0+丫0他《10）,可知回路電流均勻增加；安培力

RR

2

F=^f^=^（7o+vortan0）,則尸Y圖像為拋物線，但是不過原點；安培力做功的功率

RR

P=Fvo=^^=^（Zo+vortan0）2,則尸1圖像為拋物線，但是不過原點；電阻兩端的電壓等于導(dǎo)體棒切割磁

感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，即U=E=BLvo^Bvo（lo+vottan0）,即圖像是不過原點的直線；根據(jù)以上分析，B、

D錯誤；在上~三時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割磁感線的長度不變，感應(yīng)電動勢E不變，感應(yīng)電流/不變，安培力F

%%

大小不變，安培力的功率尸不變，電阻兩端電壓。保持不變；同理可判斷，在丑~丑時間內(nèi)，導(dǎo)體棒切割

VQVQ

磁感線長度逐漸減小，導(dǎo)體棒切割磁感線的感應(yīng)電動勢E均勻減小，感應(yīng)電流/均勻減小，安培力P和安

培力的功率P的大小都按照二次函數(shù)關(guān)系減小，但是不能減小到零，與0~人內(nèi)是對稱的關(guān)系，電阻兩端電

VO

壓。均勻減小，A、C正確。

9.（多選）（2024.江西上饒市一模）如圖所示，導(dǎo)體棒a、b水平放置于足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌左

右兩部分的間距分別為/、21,導(dǎo)體棒a、b的質(zhì)量分別為"八2m,接入電路的電阻分別為R和2R,其余部

分電阻均忽略不計。導(dǎo)體棒a、b均處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強度大小為3的勻強磁場中，a、b兩導(dǎo)體

棒均以W的初速度同時水平向右運動，兩導(dǎo)體棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且保持良好接觸，導(dǎo)體棒a

始終在窄軌上運動，導(dǎo)體棒b始終在寬軌上運動，直到兩導(dǎo)體棒達到穩(wěn)定狀態(tài)。則該過程中（）

A.導(dǎo)體棒中的最大電流為人=聆

B.a棒運動初始瞬間的加速度方向水平向左

2

C.電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q=1mv0

D.通過導(dǎo)體棒a的某一橫截面的電荷量4=翳

答案ACD

解析開始時感應(yīng)電動勢最大,最大電流為/m二嬰2,故A正確；開始瞬間回路感應(yīng)電流

3R

沿順時針方向，則a棒運動初始瞬間感應(yīng)電流方向向里，根據(jù)左手定則可知，a棒運動初始瞬間所受安培

力向右，則加速度方向水平向右，故B錯誤；二者穩(wěn)定時3乩=反2例，得%=2%,a棒加速運動，b棒減速

運動,根據(jù)動量定理，對a:BIlt=mva-mvo，對b:-2應(yīng)g2加上2的（），得va=\o,Vb=|vo,對整個系統(tǒng)，由能

量守恒有金%2+92加%2三加（：⑹2+;x2加&0）2+。，得°=裕%2,故c正確；由于g岳，結(jié)合C選項，得通

2223236

過導(dǎo)體棒a的某一橫截面的電荷量為行翳，故D正確。

10.（多選）（2024?海南卷43）兩根足夠長的導(dǎo)軌由上下段電阻不計、光滑的金屬導(dǎo)軌組成，在M、N兩點絕緣

連接，M、N等高，間距L=lm,連接處平滑。導(dǎo)軌平面與水平面夾角為30。，導(dǎo)軌兩端分別連接一個阻值

R=0.02C的電阻和C=1F的電容器，整個裝置處于5=0.2T的垂直導(dǎo)軌平面斜向上的勻強磁場中，兩根導(dǎo)

體棒°6、cd分別放在兩側(cè)，質(zhì)量分別為加=0.8kg,,"2=04kg,棒的電阻為0.08。，cd棒的電阻不

計，將由靜止釋放，同時cd從距離為xo=4.32m處在一個大小歹=4.64N、方向沿導(dǎo)軌平面向上的

力作用下由靜止開始運動，兩棒恰好在M、N處發(fā)生彈